PID控制應用
往往需要有穩定的壓力、溫度、流量、液位或轉速，以此作為保證產品質量、
PID 控制功能。
PID 控制，就是在一個閉環控制系統中，使被控物理量能夠迅速而準確地無限接近于
PID 控制功能是變頻器應用技術的重要領域之一，也是變頻器發揮
PID 控制的基本理論。
PID 控制的實現
． PID 的反饋邏輯
甚至有類似的稱謂而含義相反的情形。系統設計時應
所謂反饋邏輯，是指被控物理量經傳感器檢測到的反饋
例如中央空調系統中，用回水溫度控制調節變頻器的輸
冬天制熱時，如果回水溫度偏低，反饋信號減小，說明房間溫度
要求提高變頻器輸出頻率和電機轉速，加大熱水的流量；而夏天制冷時，如果回水溫度
反饋信號減小，說明房間溫度過低，可以降低變頻器的輸出頻率和電機轉速．減少冷
由上可見，同樣是溫度偏低，反饋信號減小，但要求變頻器的頻率變化方向卻是
1 。
．打開 PID 功能
PID 控制功能，首先應將 PID 功能預置為有效。具體方法有兩種：一是通
CVF-G2 系列變頻器，將參數 H-48 設為 O 時，
PID 功能；設為 1 時為普通 PID 控制；設為 2 時為恒壓供水 PID 。二是由變頻器
CIMR-G 7A 系列變頻器，如圖 1 所示，在多功
Sl-S10 中任選一個，將功能碼 H1-01 ～ H1-10( 與端子 S1-S10 相對應 ) 預
19 ，則該端子即具有決定 PI[) 控制是否有效的功能，該端子與公共端子 SC “ ON ”
“ OFF ”時有效。應注意的是．大部分變頻器兼有上述兩種預置方式，但有少數
PI 控制功能、不啟動 D 功能就能滿足
．目標信號與反饋信號
PID 功能電路將反饋信
并根據比較結果來實時地調整輸出頻率和電動機的轉速。所
PID 控制至少需要兩種控制信號：目標信號和反饋信號。這里所說的目標信
亦稱目標值或給定值；而該物理量通過傳感器測
PID 控制的功能示意圖
2 。圖中有一個 PID 開關。可通過變頻器的功能參數設置使 PID 功能有效或無效。
功能有效時，由 PID 電路決定運行頻率； PID 功能無效時，由頻率設定信號決定運
PID 開關、動作選擇開關和反饋信號切換開關均由功能參數的設置決定其工作狀
．目標值給定
( 目標信號 ) 的命令信息傳送給變頻器，各種變頻器選擇了不同的方法，而
PID 功能有效時，其開
2 中的安川 CIMR-G 7A 與富士
變頻器。二是通道選擇法，如表 2 中的康沃 CVF-G2 、森蘭 SB12 和普傳 P17000 系
接著要確定目標值的大小。由于目標信號和反饋信號通常
難以進行直接比較，所以，大多數變頻器的目標信號都用傳感器量程的
1 ． 2MPa ，壓力傳感器的量程為
，則與 1 ． 2MPa 對應的百分數為 60 ％，目標值就是 60 ％。而有的變頻器的參
有與傳感器量程上下限值對應的參數，例如富士 P11S 變頻器，將參數 E40( 顯
A) 設為 2 ，即壓力傳感器的量程上限 2MPa ：參數 E41( 顯示系數 B) 設為 0 ，
0 ，則目標值為 1 ． 2 。即壓力穩定值為 1 ． 2 MPa 。目標值即是預期
．反饋信號的連接
在這些輸入端子中，如果已經確定一個為目標信號
則其他輸入端子均可作為反饋信號的輸入端。可通過相應的功能參數碼選擇其
3 。
． P 、 I 、 D 參數的預置與調整
比例增益 P
PID 功能是利用目標信號和反饋信號的差值來調節輸出頻率的，一方面，我們希
即差值很小，從而滿足調節的精度：另一方面，我們又希
以保證調節的靈敏度。解決這一矛盾的方法就是事先將差值信
P 就是用來設置差值信號的放大系數的。任何一種變頻器的參數 P
P 可按中間偏大值預置．或者暫時默
積分時間
P 越大，調節靈敏度越高，但由于傳動系統和控制電路都有慣性，調
，然后反過來調整，再次超調，形成振蕩。
I ，其效果是，使經過比例增益 P 放大后的差值信號在積分時間內逐漸
( 或減小 ) ，從而減緩其變化速度，防止振蕩。但積分時間 I 太長，又會當反饋信號
I 的取值與拖動系統的時間常數有關：拖
積分時間應短些；拖動系統的時間常數較大時，積分時間應長些。
微分時間 D
D 是根據差值信號變化的速率，提前給出一個相應的調節動作，從而縮短了調節
克服因積分時間過長而使恢復滯后的缺陷。 D 的取值也與拖動系統的時間常數有關：
微分
、 I 、 D 參數的調整原則
、 I 、 D 參數的預置是相輔相成的，運行現場應根據實際情況進行如下細調：被控物
I ，如仍有振蕩，可適當減小比例增益 P 。被
P ，如果恢復仍較緩慢，可適當減小
I ，還可加大微分時間 D 。
PlD 應用實例
．項目描述
C ： SBG 型變頻器，利用其 PID 功能對某辦公樓中央空調的冷凍水循環系統
PID
PID 功能。
如果冷凍主機的出水溫度比較穩定，只要測量系統的回水溫度，利用變頻
PID 功能．即可實現與恒溫差控制相同的控制效果。本實例選用的是這種方案，應用
．應用電路
3 。圖中的變頻器為?
CSB 型，規袼為 30kW ，其參數設置見表 4 。設置時首先通過 P126( 見表 4) 使所有
這樣做的好處是，盡管該變頻器的參數有一百多個，但有相當一部分在本
默認使用出廠值。這使得參數設置變
P98 的設置 ( 見表 4) 使． PID 功能有效，反饋邏輯為正動作。創世
即 PID ／ FBl 和 GND 端子 ( 見圖 3) ，由參數 P99
0 ～ 5V 。目標信號由參數． P03 設定，由于參數 P103 和 P104
所以這里可設定回水期望的溫度絕對值，具體數值，
5 -10 ℃ ，根據空調房間的降溫要求確定。
P16 和 P105 進行了設置。變頻器的其
4 中沒有列出，默認使用出廠值。
門恩萊公司的 XST 型自動化儀表，將儀表的溫度測量范圍設置為 0 ～
℃ ，相應的輸出信號為 0-5V ，即溫度為 100 ℃ 時輸出 5V 電壓信號， 0 ℃ 時輸
0V 電壓信號，這與參數 P99 設定的反饋信號選擇相吻合。這個測溫輸出信號就是對變
．應用效果變頻器與空調系統安裝完成后，投入正式運行，獲得節約 30 ％電能與房間溫
